Как это работает: Руль в машине Mercedes
Машина Формулы 1 - сложнейшее произведение инженерного искусства, и даже руль в ней, на первый взгляд, недоступен пониманию непосвященных. Эксперты команды Mercedes предлагают поближе познакомиться с этой важнейшей частью машины и рассказывают о тех функциях, которые выполняет рулевое колесо, как оно проектируется и производится.
Вопрос: Сколько кнопок и переключателей находится на рулевом колесе машины Формулы 1, и для чего они предназначены?
Всего на нашем руле образца 2019 года расположено 25 кнопок и переключателей, а также рычажки сцепления и перемены передач. Пять кнопок и переключателей отвечают за изменение настроек тормозов: гонщик может варьировать тормозной баланс, смещая его вперед или назад, чтобы добиться оптимальных торможений перед каждом конкретным поворотом.
Также можно изменять интенсивность торможения двигателем или регулировать характер динамического распределения тормозного усилия - в зависимости от того, насколько жестко гонщик давит на педаль.
Еще три переключателя управляют работой дифференциала, регулируя количество крутящего момента, которое распределяется между задними колесами - на входе в поворот, в апексе и на выходе из поворота.
Остальные кнопки и переключатели предназначены для выполнения разных прочих функций - от изменения настроек силовой установки до выбора информации, которая выводится на дисплей, включения радио или активации ограничителя скорости на пит-лейн.
Еще одна кнопка управляет работой системы DRS, которая в 2019 году стала более эффективной, поскольку заднее крыло увеличилось в размерах.
Вопрос: Какие кнопки наиболее важны?
Это зависит от ситуации. Например, если гонщик плохо слышит своего инженера, то неожиданно очень важной становится ручка громкости радио. Если же поинтересоваться мнением пилота, какую кнопку он считает наиболее важной, то, вероятно, он выберет переключатель Strat, во многом влияющий на скорость машины. Strat отвечает за выбор режимов работы силовой установки, от него зависит как уровень мощности двигателя внутреннего сгорания, так и использование электрической энергии мотор-генератора MGU-K, плюс изменение уровня рекуперации энергии обоими мотор-генераторами - и MGU-K, и MGU-H.
Каждый режим работы силовой установки увязан с определенным пробегом, поскольку важно найти правильный баланс между эффективностью и надежностью, и пилот обычно получает инструкции от своего инженера, в какое положение поставить переключатель Strat, чтобы в нужный момент гонки использовать тот или иной режим.
Вопрос: Какие функции рулевого колеса используются чаще всего?
Чаще всего оно используется собственно для изменения направления движения, а также для переключения передач. Например, по ходу круга по трассе в Мельбурне гонщик переключает передачи около 50 раз. Светодиодный индикатор, расположенный над центральным дисплеем, помогает выбрать идеальный момент для переключения.
Кроме управления машиной и переключения передач, гонщик также выполняет многочисленные действия, чтобы отрегулировать баланс тормозов, выбрать какие-то тонкие настройки машины в зависимости от характеристик конкретного поворота.
Вопрос: Из чего изготовлено рулевое колесо?
Для его изготовления используются различные материалы, но в основном это углепластик, стекловолокно, кремний, титан и медь. Из них изготавливаются сотни отдельных деталей, из которых собираются более крупные компоненты, которые находятся внутри рулевого колеса.
Большинство этих компонентов - детали на платах, корпус из углепластика, система, позволяющая быстро снять руль, электрические разъемы и сам руль - изготавливаются силами команды на базе в Брэкли. Только два из них, центральный дисплей и материнская плата, производятся не здесь, поскольку они единые для всех команд.
Вопрос: Изменился ли руль по сравнению с прошлым годом?
Наш руль в 2019-м - развитие концепции, заложенной в прошлогоднюю конструкцию. Мы внесли ряд изменений, но большинство из них не видны со стороны.
Вопрос: Участвуют ли гонщики в процессе разработки рулевого колеса?
Да, причем весьма активно, поскольку руль изготавливается с учетом их индивидуальных предпочтений. Как эргономика руля, так и его физическая конфигурация - общая форма, форма областей захвата - подгоняются под руки конкретного гонщика с учетом того, как они им пользуются. Все это делается не только в начале сезона, ведь совершенствование конструкции руля - постоянный процесс. По ходу сезона гонщики могут попросить изменить область захвата, расположение кнопок или переключателей - в зависимости от индивидуальных предпочтений и особенностей конкретной трассы.
Вопрос: Насколько сложно оперировать теми или иными кнопками, когда машина мчится на полной скорости?
Очень сложно. Дело не только в том, что машины Формулы 1 очень быстры, но они также подвержены интенсивным вибрациям, особенно на трассах с неровным покрытием. Кроме того, гонщики используют перчатки, а все кнопки довольно миниатюрные, что тоже не упрощает задачу.
Но есть ряд моментов, которые позволяют сделать работу различными кнопками и переключателями немного легче. Чтобы снизить риск случайного или ошибочного нажатия, команды применяют такие же кнопки, как используются в авиации.
Эти очень надежные органы управления не только рассчитаны на многократные нажатия, но чтобы ими работать, нужно применять довольно серьезное физические усилие, и когда гонщик жмет на такую кнопку, он отчетливо ощущает момент ее срабатывания.
Также, чтобы минимизировать риск случайного нажатия, вокруг некоторых кнопок устанавливаются небольшие пластиковые ободки. Форма этих ободков может меняться от гонки к гонке. Они особенно важны в самых крутых и узких поворотах, в частности, в шпильке в Монако, когда гонщик поворачивает руль на максимальный угол. Кроме того, команда всегда внимательно следит за телеметрией и может сразу проинформировать гонщика, если тот случайно выбрал неправильные настройки.
Вопрос: Сколько рулей может использовать гонщик за сезон?
Каждый гонщик получает на сезон три или четыре рулевых колеса. Чтобы изготовить руль, требуется затратить порядка 80 часов работы, в которой участвуют конструкторы, специалисты по электронике и электрике.
Органы управления, расположенные на руле
1. DRS
Управляет системой DRS, которая открывает заднее крыло, при этом снижается уровень его аэродинамического сопротивления, что позволяет повысить максимальную скорость машины
2. Skip 1/10 Preset
Используется для управления работой контрольных датчиков, расположенных в машине и силовой установке. Гонщик меняет его положение по восходящей, от 1 до 10, что позволяет оперировать сотней датчиков
3. Нейтральное положение КПП
Чтобы избежать случайного выбора нейтрального положения КПП, оно включается только нажатием кнопки на руле, а не подрулевыми лепестковыми переключателями
4. Скорость на пит-лейн
Активация ограничителя скорости на пит-лейн. Даже при полностью нажатой педали газа машина не разгонится выше определенной скорости
5. Pit Confirm
Автоматическая отправка уведомления в боксы, чтобы бригада механиков была готова обслужить машину вне зависимости от того, была ли получена по радио информация по том, что гонщик собирается свернуть на пит-лейн
6. Дифференциал
Используется для изменения настроек дифференциала в различных фазах поворота
7. Торможение двигателем
Изменение интенсивности торможения двигателем, когда гонщик сбрасывает газ, но не нажимает на педаль тормоза
8. Баланс тормозов
Смещает баланс тормозов к передним или задним колесам. Кнопки используются для тонких настроек, а переключатель - для выбора базового набора настроек
9. Mark
Используется для установки метки в потоке телеметрии по выбору гонщика, если что-то привлекло его внимание
10. Accept
Используется для выбора режимов по умолчанию при работе переключателем Skip (2)
11. Старт гонки
Выбор режимов, требуемых для старта, при которых используется максимальная мощность двигателя
12. Радио
Активация радио для переговоров пилота с его гоночным инженером
13. Strat
Используется для выбора режимов работы силовой установки по ходу гонки
14. Меню
Выбор той или иной функции, связанной с работы машины - от активации радио до яркости дисплея
15. HPP
Выбор настроек и режимов работы различных элементов силовой установки в соответствии с рекомендациями инженера
16. Светодиодный индикатор
Над центральным дисплеем расположен светодиодный индикатор, показывающий оптимальный момент для переключения передачи. Индикаторы по обеим сторонам дисплея дублируют информацию, которая подается маршальскими флагами
17. Подрулевые переключатели
Левый используется для переключения вниз, правый - для выбора более высокой передачи.
